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第1003章 重磅科技升級(第1/2页)
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    量子通訊從字面的意思看就是量子學在通訊方面的應用。

    這個話題很複雜,量子和通訊分開說都得說上一學期,只能簡單的用不太準確的比喻來解釋,因爲準確的解釋是需要推演數學公示的,現在能看到的科普全都是比較準確的科普而已,並不能奉爲圭臬。

    量子通訊按照傳輸的信息是經典還是量子分爲兩種。

    前者用於量子密鑰的傳輸,這個還沒有脫離光纖的範圍。

    後者用於量子隱形傳態和量子糾纏的分發。

    隱形傳送是量子學最高的追求,簡單說就是把一個東西(信息)百分百的複製之後傳送到接受地點,這就意味着要選取構成原物完全相同的基本單元,完美複製出跟原物完全一樣的複製品,但這個絕對不可能,因爲量子力學有不確定性,不允許精確的複製信息。

    這種不能完全複製的特徵,俗語就叫做“上帝真的投骰子”,玻爾在這一點上贏了愛因斯坦,絕對的猛人。

    如果是書面表達大體上就用貝爾不等式,測不準原理等來描。

    然後基於這種特徵,量子通訊就應運而生,目前最主要的就是在安全性方面有極大的提升,至於基於量子糾纏的隱形傳送,也在計劃之中!

    那麼爲何量子通訊會如此安全?

    事情還得從頭說,物質由原子組成,原子能量不是連續變化的,一份一份的來搞,最小的一點點分量就叫做量子。

    當我們用量子通訊衛星發送密碼,就得先發偏振光子,代表一個比特1或者0.

    由於光是電磁波,具有波粒二象性,使得光可以細分爲光子,同時又很不穩定,可以朝着不特定的方向偏振,此時我們就得事先規定偏振角度,比如朝着零角度偏振的代表0,朝着90度方向偏振的代表比特1.

    然後接受裝置就只能允許零角度和90度的偏振光子通過,甚至接收裝置都要提前設置好固定的角度,比如45度,這樣才能順利的接收到正確的比特,其他角度不對的偏振光子都被過濾了。

    但是如果零角度的光子想從0比特的口子和1比特的口子過去怎麼辦?

    那就得擲骰子唄,這就是所謂的“上帝擲骰子”。

    這樣一來,通訊衛星發出的光子和接收器擺放的方向一致時候,收到的比特纔是對的,有意思的是,接收器的擺放角度也是隨機的。每次就得討論擺放角度的問題

    兩個都是隨機的話,就會產生很多不成功傳輸的比特,刪掉不成功的比特,剩下的就是這一回發送的隨機密碼。

    由於一次只發送一個光子,要是被人竊聽了,就意味着被攔截看了信息,那麼接收方肯定就能知道,因爲前面說過了。

    量子裏面不可能有完全複製這個概念,想攔下來之後再給個原來一樣的光子信息是不可能的,這就是“量子不可克隆定理”和測不準原理在起作用,真正做到了一次一密。

    隨機產生,不能竊聽,不能被破解,量子通訊的安全度自然就高了,目前量子通信傳播密碼的套路叫做BB84協議。

    目前來看,人類手頭上的量子分配不做通訊,只分配密鑰!只分配密鑰!

    量子密鑰分配不能主動防護竊聽,只能被動探測人家是否竊聽自己。

    竊聽的探測依舊是按照測不準和不可克隆原理,這就是人類眼下的現狀。

    目前的量子密鑰還是依賴常規通信,無法超光速,那種超光速的量子糾纏還只是一個幻想,不打開盒子就知道貓是死是活還做不到!量子隱形傳輸太過魔幻了,完美的量子糾纏應用應該是無法達到的。

    目前商業化的還是量子密鑰,實驗室狀態下的量子密鑰分配最遠距離是260到300千米,遠程量子通信的實現依賴中繼站,中繼分爲量子中繼和可信中繼,後者目前已經產業化,原理就是A傳信息給B,B再傳給C,中途密鑰落地,有一定的風險。

    而量子中繼是不落地的,以量子糾纏分發技術在相鄰站點之間建立共享糾纏對,用量子存儲技術儲存糾纏對,再用遠距離自由空間傳輸技術實現量子糾纏轉換,保真度極高。

    眼下最好的量子態隱形傳輸原理性實驗的最長距離是143公里,前提是西班牙加那利羣島的環境良好。看起來比夏國首都16公里和QH省的97公里大氣內傳輸要好不少。

    但是西班牙這次實驗太多疑點,怎麼看就怎麼像是賭氣打破夏國記錄的一場騙局。

    想要達到更遠的距離,就得規避大氣干擾光子脆弱的量子狀態,得用衛星來分發光子,太空的幾千公里換算到地面也就8公里左右,走向太空勢在必行。

    夏國的成果最強,也僅僅是實現了實現六光子糾纏、八光子糾纏和十比特超糾纏,即便在地面上實現了百公里傳輸,也只是理論上在太空能傳輸1000公里,距離商業化還遠着呢。

    系統給了指南,但目前的製造水平還是有所欠缺,提升並不能一步到位。

    陳瀟一點都不貪心,他決定先從中繼站下手,把可信中繼變爲量子中繼,然後再慢慢從量子密鑰搞成量子態隱形傳輸,雖然絕對達不到百分百,可是這玩意的可靠性是真的強,只要接近完美量子糾纏,很多東西就可以省略了。

    思路不是沒有,只需要把原物信息分成經典信息和量子信息兩部分,經過各自的通道傳送給接收者。

    收到之後就可以複製了,值得注意的是,經典信息是發送者對原物質進行某種測量而獲得的,量子信息是發送者在測量中未提取的其餘信息。

    該過程中傳送的僅僅是原物質的量子態,而不是原物本身。

    發送者甚至可以對這個量子態一無所知,而接收者是將別的粒子處於原物質的量子態上。

    在這個方案中,糾纏態的非定域性起着極其重要的作用。

    陳瀟並不是要一步到位直接傳送物品,只是搞通訊,不用這麼完美,難度自然就降低了不少。

    到了那時候,基於量子糾纏的通訊纔是真正意義上的量子通訊,現在只能叫做量子加密手段通訊,根本不是一個概念。

    倘若量子通訊真的建設完成,就不在擔心信號問題,設備搭載量子通訊芯片,只需要通過量子糾纏原理,看這邊的量子狀態,就能明白對方傳遞的信息。

    實驗交給長天科技自然科學院來設計主持,之前就一直有所涉及。

    爲了保險起見,陳瀟還是邀請了夏國科學院的相關的大佬過來探討,其中就有潘偉,陸陽兩個頂級專家。


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